導向設計的三境界
人間詞話(huà)
王國維《人間詞話(huà)》：
“古今之成大事業(yè)、大學(xué)問(wèn)者，必經(jīng)過(guò)三種之境界：
昨夜西風(fēng)凋碧樹(shù)。獨上高樓，望盡天涯路。此第一境也。
衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴。此第二境也。
眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處。此第三境也。”
“導向的設計分為三個(gè)境界。
以有導為無(wú)導，此第一境也。
導向傳載兩相悅，此第二境也。
天欲墮，賴(lài)以拄其間，此第三境也。”
---By 魯迅
導向三境界
化工設備中有很多是放置在框架之中的，設備的風(fēng)載地震載荷通過(guò)導向支架傳遞到框架上，結構框架承擔大部分的風(fēng)和地震。
設置導向的好處是可以通過(guò)設置導向使風(fēng)和地震載荷較為均勻的傳遞到結構上，減輕設備本體所受到的彎矩和軸向力，避免細高塔設備的振動(dòng)，降低設備的撓度，甚至減輕設備的厚度，降低設備造價(jià)。
對于細高塔，當設備的厚度由撓度決定時(shí)，需要增加非常厚才能降低撓度，但是如果加了導向，設備的撓度能夠以低成本的很快降下來(lái)。此時(shí)能夠節省大量的材料費用。
遇到帶導向設備，一般會(huì )怎么處理呢？
按照處理方式，導向的設備也分為三個(gè)境界，分類(lèi)如下：
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境界 |
是否設置導向 |
設備本體是否考慮導向作用 |
是否向結構提供導向推力 |
設計難度 |
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1 |
是 |
否 |
否 |
容易 |
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2 |
是 |
否 |
是 |
較難 |
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3 |
是 |
是 |
是 |
難 |
境界一：以有導為無(wú)導
這種情況一般是：
設備按照正常情況設計，自支撐結構，只是增加了導向的圖紙，并不關(guān)心導向或者計算導向的影響。
加個(gè)導向，錦上添花，但是這朵花，哥不在乎。
“加不加由你，
用不用在我。”
“為宮室之美，妻妾之奉，所識窮乏者得我與？導向于我何加焉！”
---By 孟子
所以謂之：
設備很強，無(wú)欲則剛，以有導為無(wú)導。
境界二：導向傳載兩相悅
"我見(jiàn)青山多嫵媚，料青山、見(jiàn)我應如是。情與貌，略相似。"
---By 辛棄疾
很多時(shí)候，鋼結構并非特別結實(shí)，設備壁厚也非特別厚。
結構專(zhuān)業(yè)在做導向的時(shí)候需要設備提供導向支架的推力。
結構用這個(gè)推力來(lái)校核框架是否結實(shí)。
設備用這個(gè)推力來(lái)校核導向處設備局部應力。
導向在中間類(lèi)似于，
我見(jiàn)青山和青山見(jiàn)我，
作用力和反作用力的關(guān)系。
只提供導向處載荷，但是設備本體還是很強壯的，按獨立設備也可以很經(jīng)濟的設計。
一個(gè)導向處載荷計算
那么導向處載荷如何計算呢？
一般設計的流程為：
首先按照正常情況計算設備的強度，再計算導向推力，校核推力對筒體的局部應力，將推力值提交給結構專(zhuān)業(yè)。
那么推力應該如何計算呢？
為了使計算簡(jiǎn)便，我們可以對模型進(jìn)行偏保守的簡(jiǎn)化。
實(shí)情情況如左圖，風(fēng)載荷Fw的風(fēng)壓隨著(zhù)高度不斷增加，到頂部達到最大，地震的水平力為Fe可視為在設備重心。
我們可以簡(jiǎn)化為取設備頂部的最大風(fēng)壓P作為整臺設備的風(fēng)壓，由最大風(fēng)壓產(chǎn)生的水平推力Fw’，然后將Fw’,Fe折算為均布的載荷。
所以整臺設備的所受的均布載荷為q=Max（Fw’，Fe +0.25Fw’ ）/H.
模型就轉化為更為保守的受均布載荷q的梁的計算。
導向的推力變成了計算支反力，設備頂部撓度的計算也轉化為梁最大撓度計算。
如下圖所示：
如果設備只有一個(gè)導向，受均布載荷的梁的力和彎矩通過(guò)公式就很容易求得。
在上書(shū)中找個(gè)類(lèi)似的模型計算一下即可。
這樣可以通過(guò)簡(jiǎn)單的計算，獲得一個(gè)導向處的載荷。
多個(gè)導向的反力計算
有時(shí)候設備較高，配管在每層樓板處都設置了導向，即設備設置了多個(gè)導向，那么梁變成了靜不定梁，用公式計算起來(lái)非常麻煩。
此時(shí)采用有限元的梁?jiǎn)卧嬎?，方便快捷?/span>
如下模型，有3個(gè)導向，按照尺寸建模運行后，在General postproc->Nodal loads中很方便的得到裙座和3個(gè)導向位置的反力，將反力返回給結構專(zhuān)業(yè)計算，并用反力校核筒體的局部應力。
如上圖，可以知道支座和3個(gè)導向處的載荷值。
這種方法適用于裙座，耳座，求反力和撓度，比公式法要方便很多。
如果采用APDL參數化建模，只需要修改尺寸就能不斷調試最佳導向位置，設計出最優(yōu)的結果。
境界三：天欲墮，賴(lài)以拄其間
導向目的就是為了讓設備更經(jīng)濟，節能減排，更精細的計算。
導向設置在設備和結構之間，
使得設備與結構相呴以濕，相濡以沫，手牽手，肩并肩，
就算有更大的暴風(fēng)雨，我自巋然不動(dòng)。
它是不可或缺的！
“豈曰無(wú)衣？與子同袍。王于興師，修我戈矛。與子同仇！”
---By秦風(fēng)·無(wú)衣
其詳細計算可以參照：
帶導向的細長(cháng)塔設計的通用方法